隧道出口导向墙及洞口管棚技术交底

PAGEPAGE1中铁一局京福客专闽赣V标项目经理部五公司分部第二作业队范墩坪隧道出口洞口导向墙及长管棚施工技术交底编制：复核：审核：日期：范墩坪隧道出口洞口导向墙及长管棚施工技术交底一、工程概况范墩坪隧道全长140.89m，位于福建省建阳市范墩坪村，隧道进出口里程分别为：DK603+703.11和DK603+844；隧道明暗交界处分别为：DK603+726.11和DK603+826。隧道围岩均为Ⅴ级，进出口段表层均为粉质黏土，综红色、硬塑，厚约3～4m，下伏Pt2dl云母石英片岩，棕红色、全风化，遇水易软化。洞身为云母石英片岩，呈棕红色或灰黄色，全风化，地下水为孔隙潜水，较发育。进出洞口在明暗交界处均设50m长管棚超前支护，导向墙1m厚，1m宽，采用C20砼现场浇筑，管棚为φ108mm壁厚6mm热轧无缝钢管，长50m,环向间距0.4m。隧道所有喷射混凝土均采用湿喷工艺。二、施工总体安排隧道计划由出口向进口方向开挖，出口洞口段围岩为Ⅴ级属浅埋段，开挖时按照尽量减少对岩体扰动的原则，提高洞口段岩体和边、仰坡的稳定性，让隧道洞口周围的植被得到妥善保护,维护原有的生态地貌。施工中根据实际地形情况，先开挖施做截水天沟，然后以明挖法沿隧道出口处向明暗交界处拉槽开挖，分段分层依次施工，直至导向墙位置，最后施做导向墙并按照设计要求打设洞口长管棚，管棚为φ108mm壁厚6mm热轧无缝钢管，长50m,环向间距0.4m，共47根，单号采用钢花管，双号采用钢管。管棚施工完成并达到设计强度后，挖除洞口掌子面预留土体，并对掌子面进行预加固，打设φ25mm玻璃纤维锚杆，间距1.5×1.5m，每根长6m，并挂φ8mm钢筋网片，网格25×25cm，湿喷10cm厚C25砼，最后根据六步CD法进行暗洞开挖。开挖时应严格控制仰拱到掌子面的距离及二衬到仰拱的距离，坚持“短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的原则，尽量减少对围岩的扰动，达到安全三、施工步骤施做截水天沟→明洞边、仰坡开挖及防护→导向墙施工→钻孔打设长管棚→注浆并封孔→暗洞开挖。（4）导向墙浇筑导向墙为模筑C20混凝土、底模及背模为土体支承，模板均采用木模板，加固用100×100cm的方木及钢管进行加固，浇注时由两侧向中间分层对称浇注，并捣固密实。砼浇注完成后，待强度达到设计强度后方可进行钻孔。导向墙位置处开挖断面4、长管棚施工长管棚施工时，在开挖面前预留的土台阶上采用脚手管搭设施工平台，施工平台的顶面高度根据钻机和拱顶确定，平台上部铺设木板。钻机安装要牢固，防止不均匀下沉、移位、倾斜等影响钻孔质量的现象发生，脚手管底部应置于牢固的地基基础之上，必要时脚手管底部采用浇注砼方式来加固地基。钻机距离掌子面不超过2m。所有单号管棚为钢花管，尾部预留1.1m不钻孔，双号管棚为钢管，管棚施工时先施工钢花管长管棚，注浆后再施工钢管长管棚。①钻孔⑴为了便于插管，钻孔直径应比管棚直径大20～30mm，钻孔深度应大于设计深度不小于50cm。⑵对钻进不能成孔（如发生塌孔、卡钻等现象）地带应补浆固结围岩，待围岩固结后一次成孔。⑶钻机开孔时应低速，等成孔0.5m以后再升压至1.0Mpa，遇软弱围岩，再改用低压钻进。钻孔顺序由高位孔向低位孔进行。⑷管棚钻机钻深孔时必须接杆。因此，随着孔深的增长，需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调，尤其要严格控制推力，不能过大。⑸为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性，钻杆联接套应与钻杆材质相同，两端加工螺扣。⑹钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。⑺施钻时，钻机大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动影响施钻精度。⑻钻机开孔时钻速宜低，钻进20cm后转入正常钻速。⑼第一节钻杆钻入岩层，尾部剩余20～30cm时停止钻进，人工用两把管钳卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。每次接长钻杆，均可按上述方法进行。(10)钻孔中要不断测量检查钻孔的倾角，钢管不得入侵开挖轮廓线。(11)换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换，以确保正常作业。(12)认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报，作为指导洞身开挖的依据。(13)钻孔达到要求深度后，按同样的方法拆卸钻杆，钻机退回原位。②清孔验孔

⑴用地质岩芯钻杆配合钻头(φ110mm)进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。

⑵用高压气从孔底向孔口清理钻渣。

⑶用经纬仪、测斜仪等检测孔深，倾角，外插角。③棚管制做。⑴钢管规格:热轧无缝钢管及钢花管,长度为50m,用每节长5m的热轧无缝钢管(φ108mm,壁厚6mm)以丝扣形式连接而成,管棚应在专用的管床上加工好丝扣，所有管棚掘进端头均焊成圆锥形，便于入孔；钢管及钢花管同一截面内的接头数不超过管数的50%。⑵管距：环向间距40cm。单号管棚为钢花管，管棚四周钻注浆孔,孔径10～16mm,孔间距11cm,呈梅花形布置，尾部预留1.1m不钻孔的止浆段；双号管棚为钢管。⑶倾角:外插角3º，也可根据实际情况作适当调整，但不得小于3º。钢管施工误差：径向不大于20cm,相邻钢管之间环向不大于5cm。④顶管工艺先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击和推力（顶进棚管时凿岩机不使用回转压力，不产生扭矩）将安有工作管头的棚管沿引导孔顶进，逐节接长棚管，直至孔底。凿岩机上安装钢管顶进联接套钻机钻孔准备管节联接套制作钻管棚孔顶第一节棚管顶第二节棚管顶第三节棚管直至全部完成凿岩机上安装钢管顶进联接套钻机钻孔准备管节联接套制作钻管棚孔顶第一节棚管顶第二节棚管顶第三节棚管直至全部完成注浆封孔清孔验孔钢管顶进的作业要点⑴管件制作：棚管采用φ108mm壁厚6mm的热轧无缝钢管。棚管接长时先将前一根钢管顶入钻好的孔内再连接事先加工好的管节连接套。⑵接长管件应满足管棚受力要求，相邻管的接头应前后错开，避免接头在同一断面受力。⑶使用潜孔钻机施作大管棚时，用钻机顶进φ108mm管棚。在顶进时钻机上必须安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套，并在大臂上改换钢管扶直器。待引导孔钻好后，使用顶管大臂进行顶进作业。⑷顶管作业：将钢管安放在大臂上后，钻机对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，其冲击压力控制在1.8～2.0MPa，推进压力控制在4～6MPa。⑸接管：当前一根钢管推进孔内，孔外剩余30～40cm时，开动钻机反转，使顶进联接套与钢管脱离，钻机退回原位，人工装上后一节钢管，大臂重新对正，钻机缓慢低速前进对准前一节钢管端部（严格控制角度），人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接处联成一体。钻机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。(6)范墩坪隧道出口洞口段围岩为Ⅴ级属浅埋段，为了提高导管的抗弯能力，根据实际需要在钢管及钢花管内设置钢筋笼并灌注水泥砂浆，钢筋笼由四根主筋和固定环组成，主筋直径为φ18mm，固定环采用φ42mm短管节，节长3～5cm均可,将其与主筋焊接，间距按⑤注浆⑴注浆前，先将钢管口外径与孔口周边密封，但要预留一小通气孔，注浆时，使钢管与孔壁的环形空隙内的空气容易从此通气孔冒出⑵注浆材料为水泥净浆液，水灰比1：1，注浆压力0.5～2.0Mpa，在孔口处设止浆塞，止浆塞必须能够承受最大注浆压力。⑶注浆顺序根据降水漏斗原理，从拱部开始从上而下压注，先压注无水孔，后压注有水孔。如遇串浆或跑浆，可间隔一孔或几孔灌压。⑷注浆结束标准：注浆压力逐渐提升，当达到设计终压并继续注浆10min以上；有一定的注浆量，与设计的注浆量大致相近，注浆结束时的注浆量一般在20～30L/min。⑸注浆完成后用M10水泥砂浆填充钢管，以增强钢管强度。⑥注浆异常现象的处理⑴在注浆过程中，发生串浆时应将串浆孔及时堵塞。轮到该孔注浆时，再拔下堵塞物，用铁丝或细钢筋将孔内杂物清除并用高压风或水冲洗，然后注浆。⑵注浆压力突然升高，进行注清水，待泵压正常时，再进行注浆。⑶注浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙水中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过水泥砂浆的凝胶时间。⑦管棚施工质量控制⑴钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角。并对每个孔进行编号。

⑵严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。

⑶经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。

⑷掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。⑸管棚严格按设计位置施工，钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔便顶进一根钢管。五、暗洞施工暗洞采用六步CD法施工。每步循环开挖长度控制在1.3m以内，即立2榀I22a工字钢拱架，间距0.6m。进暗洞前先对掌子面进行预加固，管棚施工完成并达到设计强度后，挖除洞口掌子面预留土体，沿掌子面垂直打设φ25mm玻璃纤维锚杆，间距1.5×1.5m，每根长6m，并挂φ8mm钢筋网片，网格25×25cm，喷10cm厚C25砼，最后根据六步CD法进行暗洞开挖。开挖时应严格控制仰拱到掌子面的距离及二衬到仰拱的距离，使仰拱到掌子面距离不超过15m，二衬到仰拱的距离不超过20米，坚持“短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭六、监控量测因隧道进出口均为浅埋段，故必须做好地表监控量测工作。地表监控量测，在仰坡顶暗洞方向1米设第一排观测桩，每排7个，并每间隔5米布1排观测桩，共设4排，用全站仪观测位移，用水准仪观测沉降，前3日每日观测两次，以后根据观测的变形数率调整观测频率。每天及时对数据进行整理，指导进洞施工，暗洞监控量测按设计要求进行。沉降位移桩布置示意图七、环保措施洞口选择充分贯彻“早进晚出”的原则，尽量降低边仰坡高度，减少边仰坡坡面面积，并对其坡面予以妥善防护。洞口设置污水处理池，隧道排水经处理符合环保要求后，方可排放。为防止隧道修建引起地下水大量流失，对环境产生过大的危害，对地下水发育地段采取“以堵为主，限量排放”的原则，对围岩实施注浆，控制地下水流量，减小地下水流失。八、安全措施及要求施工前所有施工人员必须熟悉本方案，总的要求：坚持贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产方针，体现“以人为本、关爱生命”安全生产理念，实现出口工区零安全事故的目标。具体要求如下：1、刷坡时至上而下分台阶进行，每台阶刷坡完成后立即施做坡面防护。2、钢架接头钢板、钢架与纵向连接筋、钢架应焊接牢固，锚杆长度必须符合设计，锚杆尾部设锚垫板和螺母，钢筋网片搭接不小于1个网格，网片之间及同锚杆、钢架应焊接牢固。3、模板必须进行加固，模板与钢架或钢筋头要焊接（绑扎）牢固，以保证在浇筑混凝土时不出现松动、跑模现象。4、现场设专职安全员对施工中的安全进行监督管理,所有施工人员进入工地，必须佩戴好安全防护用品，特殊工种应佩戴特殊防护用品。5、禁止非施工人员进入施工现场。6、特种作业人员必须持证上岗，严厉杜绝酒后上班，做到